基于区块链技术的科研诚信建设研究

　　摘要: 区块链技术的快速发展为科研诚信建设提供了新的视野与方法，将其运用于科研诚信建设为记录科研过程提供了新的可靠路径，提升了科研成果评价的公正性，能更好地实现“重在预防”。区块链运用于科研诚信建设符合科学技术“为善”的初衷，科研诚信的特殊性及区块链技术应用于科研诚信建设的历史及发展趋势决定了区块链技术运用于科研诚信建设完全可行。应当构建基于区块链技术的科研综合平台，真实记录科研过程，客观、科学地评价科研成果。

　　本文源自自然辩证法研究 发表时间：2021-03-17《自然辩证法研究》(月刊)1985年创刊，是由中国科协技术协会主管、中国自然辩证法研究会主办的专业学术性期刊。《自然辩证法研究》研究自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学方法论等理论问题，探讨当代科学、技术、经济与社会的相互关系、注重对最新国内外科学技术成果的哲学探索和对自然辩证法学科的基础理论的研究。

　　关键词: 区块链技术; 科研诚信; 建设

　　科学研究的目的是掌握事物的本质及运动规律，即追求真理，而社会信仰的构建离不开真理。因此，公众对科研领域的神圣、纯洁寄予厚望。现实中抄袭、剽窃等科研乱象冲击着公众的心理底线，甚至激起公愤。科研创新，真实为本。有人认为，科学道德的关键是科研工作者的诚实。〔1〕诚信是保障科研真实性的最基本要求。只有秉持诚信，才能赢得公众对科研的尊重、认同。捍卫诚信，可以避免重复研究，加快科学知识的生产及创新，提高科研的产出效率与国家的创新能力。区块链技术已在金融、贸易等领域广泛应用，并对这些行业产生了深远影响。区块链技术对于科研诚信建设同样具有非凡的意义。本文主要探讨区块链技术运用于科研诚信建设的若干问题。

　　一、区块链技术简述

　　“区块链”一词由中本聪在 2008 年的一篇文章中首次提出。〔2〕区块链具有去中心性及开放性，是由不同节点组成的分布式账本。〔3〕由若干依据密码学方法产生的数据块组成区块链，每个数据块都录入一次网络交易信息。区块链也是由所有参与者共同维护的数据库系统，其交易与记账信息都可被参与者核查，故账本无法被恶意篡改。

　　区块链技术主要包括分布式账本、共识机制、智能合约、非对称加密等核心要素。第一，“分布式”账本技术。〔5〕区块链所有节点记录链上全部信息，这些节点都是分布式中心。区块链不存在传统的单一中心，链上的发生时间、参与者、参与方式等信息由分布式账本记录。区块中参与者的活动以时间戳标记，具有时间上的唯一性，同时算出数据加密数值，即哈希值。最底层相邻子节点的两个哈希值生成一个新的哈希值，上层相邻的两个哈希值生成一个新的哈希值，以此类推直到生成全部哈希值。〔6〕从创始区块开始，所有区块储存上个区块的哈希值，一直链接到当前区块，这就是区块链。第二，共识机制。共识机制是指对谁有资格在区块链上记账达成的共识，是决定谁可在区块链上增加新区块的机制。区块链所有节点都储存完整的账本。对于公有链而言，记录者特别重要，因为要保证账本真实。公有链为鼓励积极记账，往往会奖励取得记账权的参与者。“挖矿”即为比特币参与者争夺记账权的过程。私有链记账由组织负责，无需激励机制。联盟链通常指定一个或数个预选节点为记账人，所有预选节点一致确定区块的产生，其他接入节点可在区块链上活动，但不干预记账过程。〔7〕第三，智能合约。智能合约是一种代码约束规则，运用信息化方式验证与执行。〔8〕合约主体一致约定智能合约的条款，当满足合约约定的条件出现时，智能合约即被自动、强制执行，不受外界干预。第四，非对称加密。正常情况下，区块链上的数据通过非对称加密算法加密，加密时既有公钥密码，又有私钥密码。〔9〕由于在区块链数据的加密、解密过程中，加密、解密密钥不同，故为“非对称加密”。其中公钥由数据传输者和接收者共同使用。数据传输者使用接收者的公钥加密数据进行传输，数据接收者通过自己掌握的私钥解密数据。区块链数据系统具有良好的安全性。

　　去中心化、去信任及集体维护是区块链技术的主要特征。〔10〕在特定时间内区块链系统内的全部数据由区块储存，任意一个或数个区块受损，不影响整个系统的正常功能，所以区块链具有去中心化特征。此外，所有区块储存区块链系统的全部数据，可以互相验证，确保区块链系统中数据信息的真实性，因此区块链又具有去信任及集体维护特征。

　　在市场经济交往中，信息不对称、交易成本高等顽疾有望通过区块链技术加以缓解或解决。所以，有人视区块链技术为人类社会出现的第五次革命性技术。〔11〕区块链技术已从初期的 1. 0 纯货币形态发展为当前的 3. 0 形态，其已广泛应用于金融、社会治理、物联网、文化、医疗及教育等领域。在科研诚信建设方面，区块链技术也大有可为。伊藤穰一认为，区块链技术提供了引领学术界向未来前进的机会。

　　二、区块链技术运用于科研诚信建设的优势

　　科研诚信建设随着社会环境的变化与时俱进。作为一项具有划时代意义的技术，区块链技术运用于科研诚信建设将产生显著优势。这对于净化学术环境，切实提升科研领域的诚信，将具有不容忽视的重要意义。

　　1. 为记录科研过程提供新的可靠路径

　　在法律实践中，证据是认定事实的唯一依据。区块链技术可储存科研活动全程的相关证据。当前科研工作者面临职称、绩效考核，或博士、硕士毕业等要求，亟需于短时期内在一定级别的期刊发表论文或主持一定级别的项目。激烈竞争之下，少数人不惜铤而走险，大肆复制、抄袭别人的科研成果，或伪造实验数据、调查报告。更有甚者，直接通过中介代写代发论文，以至于目前已形成规模化的论文买卖、发表产业链。有学者认为，2009 年我国论文买卖市值超过 10 亿元人民币。〔13〕学者究竟是否亲自撰写论文，有未进行调研，有无抄袭，有无通过中介或贿赂编辑发表论文，是否一稿多投，目前证据搜集困难重重。而作为一种全新的、颇具颠覆性的技术，区块链技术的引入将会改变以上学术乱象。可以利用区块链技术，将研究者完成实验、实地调查、阅读、引用文献资料、投稿或申报项目( 奖励) 等所有环节的信息全部录入区块链，借助区块链技术的账本功能，给科研成果产出的所有节点加盖时间戳，无法篡改、删除，却有迹可循，所有证据都储存在区块链上。这从技术上有效遏制了抄袭、代写、论文买卖及一稿多投等不诚信行为。

　　2. 提升科研成果评价的公正性

　　每年我国学术界产出的科研成果总量稳居世界第一。这些科研成果的实际质量离不开客观、公正的评价。传统对科研成果的评价主观性强，编辑权力极大，部分刊物虽有匿名评审，但评审专家由刊物编辑联系或由作者推荐，有时难以排除人情因素干扰。美国曾揭露科研工作者通过中介机构为其代写代发论文，这些中介机构还伪造专家信息，通过秘密操作影响论文审稿。〔14〕更有甚者，极少数刊物与中介相互勾结，共谋巨利。在项目评审或奖励评审中，专家有时被熟人打招呼。归根到底，对科研成果的评价由人来进行，因此人情因素会不同程度地影响科研成果的评价。区块链技术的介入可以在很大程度上减少人情对科研成果评价的影响。区块链技术具有“网络共识”特征，对论文、项目申报书等科研成果的评价凝聚了区块链上实名注册的评审专家的专业“共识”，这些专家在真正匿名的情境下对科研成果进行独立评价，其结果自然更加客观、公平，也易于被各方接受。随着区块链技术的引入，评审专家必将对科研成果的评价更加认真、慎重，以免损害其学术声誉，进而影响其继续任职评审专家。部分专家连续 5 年不发表论文、不主持项目且无获奖，实际已淡出学术研究领域，可利用区块链技术予以减少或屏蔽。此外，借助区块链技术，评审专家在评审科研成果时往往同时考察科研成果的产出过程，即论文或项目( 奖励) 的前期写作过程、实验过程、调查过程等环节，因此更加注重对科研成果的过程评价。从发展的视角去审视、评价科研成果，使评价结果更为客观、公正。

　　3. 更好地实现治理学术失范“重在预防”

　　解决科研诚信问题，最理想的状态是将学术失范行为扼杀在萌芽状态。一直以来，我们治理学术失范的方式主要是事后惩戒。学术失范一旦出现，其对社会的有形、无形的负面影响在客观上已经造成，这些影响是对当事人进行任何惩罚也难以消除的。区块链技术的引入可以重塑科研诚信建设的主旨，也即重在预防。使科研工作者没有条件也无意愿进行学术失范行为，我们认为这是解决学术失范问题的根本举措。对待学术不端行为采取预防为主、惩罚为辅的原则，才能产生理想的问责效果。〔15〕以往缺乏有力的技术作为支撑，学术失范行为的预防通常流于形式。区块链技术为学术失范行为的预防奠定了重要基础，研究者从最开始进行实验，或者从事田野调查，相关信息即存储于区块链。查阅、引用文献，形成初稿，也要记录于区块链。完善论文或项目申报书，投稿或提交申报书，各节点都会在区块链留下证据。每一环节都有据可查，每一环节都难以造假。这使得抄袭、一稿多投等学术失范行为寸步难行，这就倒逼学术界脚踏实地，实事求是地从事科研工作。对于科研成果的评审专家而言，人情评价、不实评价会在区块链留下不光彩记录，影响其学术声誉及再次成为评审专家，因此评审专家也会秉持学术良知，对科研成果进行实事求是的评价。如果当事人在科研过程中确实有抄袭、过度引注、一稿多投等行为，那也易于在区块链中找出，而且证据确凿，那么对其处理也就容易了。不再需要投入大量的人力物力进行搜集证据等调查行为。区块链技术可以在源头上大幅度减少或避免学术失范行为，真正实现治理学术失范“预防为主”的原则。

　　此外，区块链技术对科学研究中知识产权的保护利用问题具有重要意义。科学研究过程中通常参考引用大量文献资料、视频、音频等资源，有时会涉及知识产权侵权问题。而区块链技术的引入有望在很大程度上解决这一问题。

　　三、区块链技术运用于科研诚信建设的可行性

　　区块链作为现代社会快速发展的技术，为科研诚信建设提供重要的技术支持，在视野与方法上突破传统科研诚信建设的局限，使科研诚信的建设发展到一个新的水平。

　　1. 符合科学技术“为善”的初衷

　　科学技术是人类为了更美好的生活而所使用的工具，是一种工具理性。科学技术作为第一生产力，是推动道德进步的重要力量，其决定了社会道德进步的基本趋势，形成新的道德观念与道德规范。科学技术的初衷是“为善”，造福人类，但现实中并不必然“为善”。面对大量社会问题，我们依然无法回避道德抉择。〔16〕默顿认为，“科学作为改善人类物质条件的力量，在耶稣基督的救世福音教义看来，不仅具有纯属世俗的价值，而且是一种善的力量。”〔17〕简言之，科学技术应当使我们的生活更美好。具体到区块链，则区块链应当使科研生态更干净，使科研成果更真实、更有创新，这才符合科学技术“为善”的本质追求。在现代社会，快速发展的技术以其强势地位影响制度甚至一度直接形成制度，如区块链的“智能合约”。这使得技术的功利性附加制度的强制性，进而对社会道德施加影响。科学技术自身也形成一定的道德规范。此外由于区块链技术具有极强的专业性，普通科研工作者对其技术的理解程度不一，与作为区块链主导者的专家或政府相比存在较为明显的信息不对称。另外区块链技术主要是行政主导，其主体思维较为单一、固化。在提倡社会参与治理区块链过程中主体逐渐多元化，然而相关制度并未随之跟进，致使区块链治理思维呈现出经验化与复杂化。为解决上述问题，可通过立法对区块链技术进行规范，确立其工具性和伦理性，明确其规范化运作过程及层级监管，使其必须合规、合道德。〔18〕在促进科研诚信的同时，避免区块链对普通科研工作者进行不公正的权利剥夺。我们既要坚定地促进区块链在科研领域的应用，也不能放松对其治理。必须通过立法，对区块链“恶”的可能趋向进行抑制，对其“善”的可能趋向进行激励，才能最终实现其“为善”的初衷。

　　2. 科研诚信的特殊性决定了其可以得到区块链技术的大力支持

　　( 1) 科研诚信要求科学研究实事求是地揭示事物的本质与规律，这能够被区块链予以证实与还原。人类对事物的本质与规律认识得越多、越充分，科学也就越发达、越先进。但如果缺乏科研诚信，虚假繁荣，科技则难创新。而区块链技术的引入可以在很大程度上保证科研过程的真实性。可以利用区块链技术，将研究者完成实验、实地调查、阅读、引用文献资料、投稿或申报项目( 奖励) 等所有环节的全部信息留存于区块链，借助区块链技术的账本功能，给科研成果产出的所有节点加盖时间戳，这些信息无法篡改、删除，系统不因某一区块的破坏而有所损害，也不受某一区块的强势影响而加以修改。全部科研活动皆有迹可循，所有证据都储存在区块链上。这从技术上有效保证了科研活动的真实性，为科研诚信奠定了重要基础。

　　( 2) 信誉机制通过区块链助力科研诚信建设。科研工作者普遍注重自身的信誉，“爱惜羽毛”。科研信誉也是一种通行的、市场化的约束激励机制，尽管有时这种机制是隐性的。普通主体更愿意与有良好信誉的主体交易，避免与不良信誉的主体交易。如果因不诚信被列入“黑名单”，则该科研工作者的科研生命也即走到尽头。信誉通过其特有的奖惩机制以规范科研主体的行为。区块链通过以下途径构建信誉机制，首先，区块链上所有科研数据和科研活动记录由节点留存，可被追溯、查询。其次，区块链存留的数据可根据科研工作者过往行为等情况，综合形成一定的信誉值。这些信誉值可为各类期刊或基金委员会提供决策参考，区块链构建的声誉机制可以有效解决传统科研环境中科研工作者信誉存在的不透明、高成本等问题。区块链系统中科研工作者的信誉全程透明、公开、实时传播。科研工作者的信誉源于其在区块链留存的数据，是依据其在区块链上客观、真实的行为和记录生成，而非来自交往对象的评价或打分。区块链信誉难以被人为操控，因为科研工作者在区块链上的科研行为及数据几无可能被篡改。区块链上科研工作者的信誉用处大而成本低，区块链的分布式特征使得科研工作者的信誉的产生和传播内嵌于区块链，其成本可以忽略不计。

　　( 3) 智能合约便利了科研成果的采录、评价。智能合约是预先拟定、模块化的自动执行脚本，当符合源代码设定的条件时，相关主体之间的具体业务可自动执行。智能合约是区块链上的一种分布式合约，各主体分别独立运行数据代码，在全部节点达成一致时自动比对完成，执行智能合约。科研活动繁冗复杂，期刊编辑部与基金委搜集、核实科研信息的能力有限，特别是面对缺乏事前信任的陌生科研工作者时更难以及时、准确掌握信息。因此往往通过将科研成果分配给专家进行匿名评审，分配时遵循智能合约。考察是否符合预设的研究方向、是否需回避( 同事、师生、同师门等) ，当条件符合时，合约可自动执行。智能合约也可设定相关条件，当同一专家出现两次评价分数与其他专家评价分数差异很大时，即自动将该专家列入黑名单。这是对评价者的再次、自动评价。按照智能合约的程序算法，可知科研成果数据应用假设可否成立，实验数据、过程是否能重现，论文、项目申报书可否得到复证。投稿人一旦投稿成功，则依据智能合约设定，无法另投他刊。只有在被拒绝录用后才可再投他刊。合约可依据预设条件自动判断条件是否得到满足，进而自动触发合约，不需要人为操作或受其干预。区块链智能合约因为参与节点众多，部分节点失灵不影响智能合约的运行，因此智能合约是客观、可靠的。

　　3. 区块链技术应用于科研诚信建设的历史及发展趋势决定了区块链技术运用于科研诚信建设完全可行

　　区块链技术已经在部分期刊得到应用。美国期刊 Ledger 成功将区块链技术引进，已得到社会广泛关注。Ledger 将区块链运用于作者投稿、匿名审稿、期刊出版等环节，取得了良好的效果。区块链技术也被用于保存作者身份数据。ShoCard 作为一种应用服务，可将用户通过手机扫描身份证件后的相关信息加密，与数据指纹一并储存于区块链。该数据指纹由私钥控制，唯有持私钥者有权修改。区块链项目 Science root( 总部在维也纳) 正在打造一个高效、透明的平台，任何主体皆可在此平台申请基金、发布研究成果及参与同行评审，为科学研究作出贡献。此项目还发行并使用“科学代币”奖励科学贡献。区块链项目 Artifacts( 总部在波士顿) 一方面运用区块链技术整合科研论文，另外还整合未发表的、涉及科学研究的全部内容，如数据集、手稿、研究设计、同行评议内容及论文发表后的评论。 Artifacts 认为科研成果不限于发表在期刊上的论文本身。虽然当前将区块链技术应用于科研诚信建设处于探索阶段，但是从区块链技术应用于科研诚信建设的历史及发展趋势分析，在不久的将来，区块链技术将会深度融入科研诚信建设。

　　四、区块链技术对科研诚信的重塑

　　目前区块链技术已经大量应用于金融、贸易等领域，但在科研诚信建设中的应用还处于探索阶段。应当抓住机会，大胆将区块链技术应用于科研诚信建设，以优化学术生态。

　　1. 构建基于区块链技术的科研综合平台

　　区块链技术应用于科研诚信建设，首先需要开发基于区块链技术的科研综合平台。该平台是以区块链技术为支撑的数据系统，由各模块、合约管理系统、节点管理系统及监控系统等构成。科研综合平台与国内外的万方、中国知网、超星图书、爱思唯尔、维普等学术成果数据库联通，形成统一的、不断升级更新的学术成果数据库，特别是将图书内容包含在数据库之内( 目前学术查重检测不到抄袭图书内容) 。这个平台的参与主体有科研工作者、评审专家、期刊( 出版社) 及项目评审管理单位、公众等。科研人员在该平台记录实验或调研数据，撰写文章或项目申请书、投稿或提交项目申请书。评审专家通过平台审稿或评审项目，其他学者及公众在权限范围内阅读、下载平台科研成果及进行监督。平台突破了传统中难以监督作者科研进程及专家评审的局限，将作者的科研过程与专家的评审过程全程纳入区块链技术及公众的严格监督之下。

　　科研综合平台主要参照区块链基础架构模型。〔19〕共包括六个层级，由下至上分别为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层及应用层。

　　( 1) 数据层。数据层是最基本的底层数据。平台属于链式结构，包含作者、评审专家身份数据、实验或调查数据、论著或项目申请书数据等系统区块，平台应用加密、时间戳及哈希函数等技术，具有安全、无法篡改及可追溯等特点。

　　( 2) 网络层。网络层主要进行点对点的数据信息传输。平台系统内嵌以太坊底层分布式网络、数据传输及验证等机制。网络层是实现平台系统去中心化的主要层级，各区块既生成数据，又接收数据，还可以创造新的数据。新数据被创造后通知其他区块接受验证。通过验证后，新的数据即被添加到平台系统主链上。网络层保证了科研产出、评价等流程中每一环节数据传输的流畅，不受部分区块损坏的影响，从而保证平台系统的安全运转。

　　( 3) 共识层。为确保对每个区块的科研成果评审数据达成共识，共识层使用多种共识算法。通过共识机制保证系统中数据传输的安全性。

　　( 4) 激励层。激励层激励作者、评审专家等积极参与科研生产与科研评价，依据作者的科研成果和专家评价的真实性、科学性，实行信誉积分制，将相关数据信息储存于区块。

　　( 5) 合约层。合约层使用脚本代码和智能合约。脚本代码可被编辑，设定科研产出、评价中的所有细节。在科研产出、科研成果评价过程中，一旦符合智能合约的条件出现，脚本代码即被自动执行。

　　( 6) 应用层。应用层涉及科研产出、评价活动的所有应用场景和案例。在平台系统中，科研产出、评审活动中各环节数据信息的产生、传输、存储、更新、利用等均在应用层实现。

　　2. 真实记录科研过程

　　科学研究活动是严肃的事业，可以通过区块链全程加以记录。区块链技术可以确认作者是否亲自进行了相关科研活动，以及这些科研活动是否真实。在论文撰写或项目申报前期，作者有时要做实验、进行田野调查，相关实验数据或调研数据储存于区块链。为弄清选题的国内外研究现状及趋势，作者通过开放平台查询、阅读相关的文献资料。参考别人对这些文献资料的评论，在必要时下载或在撰写时加以引用。以上过程都被区块链系统详细记录，打上时间戳，未来也可“复盘”。在这种情况下，作者很难作出抄袭、剽窃等学术失范行为，只能脚踏实地地撰写论文或项目申报书。

　　存储于区块链系统的作者的实验数据、调查数据及论文等科研数据，除涉及国家机密或商业秘密外，全部对外公开，任何有权限的人都可以查阅并做出评价，这些评价同时录入区块链系统，供研究者参考。这就要求作者提供的数据信息是真实的、经得起检验的。而作者如不慎提交错误数据，在区块链系统中无法修改，不能撤回，那就要贻笑大方，为同行所轻视。由于区块链技术的使用，使得科研工作者的学术诚信的“复证”简单易行，评审专家、期刊编辑及学术界同仁更容易了解作者的学术操守。由于作者登陆平台需要进行身份认证，研究过程全程在平台记录，作者不会冒很大风险让中介使用其身份，论文代写代发将得到有效遏制。〔20〕由于区块链系统记录了作者的投稿信息，如作者将同一论文向多家期刊投稿，区块链系统就会予以警示，设置障碍。因此一稿多投行为也将大幅减少。

　　3. 客观、科学地评价科研成果

　　只有对作者的科研成果进行客观、科学的评价，才能肯定优质成果，淘汰劣质成果，进而促进科研事业的健康发展。如果缺乏客观、科学的评价，科学研究将很难得到良性发展，甚至形成逆向淘汰。目前学术界通行的同行评议是由同一学科领域的专家对论著、项目申请书的学术水平进行专门评价，具有专业、权威及公平性，是保证论文或项目申请书学术质量的基本环节。本文之前提及基于区块链技术的平台建设可以借鉴 ShoCard 的经验，将专家证件上的指纹信息储存于区块链系统，将证件数据加密储存于用户地，唯有持私钥的用户才可登录。〔21〕利用区块链技术，根据作者撰写的论著或项目申报书所涉及的学科方向，系统自动、随机配送给资质合格、研究方向相一致的评审专家。区块链系统储存每位评审专家的身份信息及学术成果信息。如果科研成果与评审专家的研究方向不一致，则不会发送给对方评审。评审专家对科研成果的评审态度、评审质量都将加密存储于区块链系统，这些数据对期刊、项目评审机构等单位公开，作为未来是否继续选聘这些专家的重要参考依据。对于敷衍塞责，不公正评审率较高，或近 5 年无科研成果( 无论文、无项目、无获奖) 的专家，区块链系统按照智能合约设定的触发条件，自动将其列入 “黑名单”。一旦被列入，则无法修改或撤销。而对于认真负责、学术功底深厚及评审公正的专家，区块链系统自动将其列入“红名单”，在论文、项目评审中优先聘请。这可以充分调动评审专家的责任感与积极性，使其在评审科研成果时更加公平、公正。区块链技术应用于科学研究的终极目标是构建一个基于智能合约的“学术分布式自治组织”。每项新的研究成果出现，无需同行评审，无需申请专利。由于区块链系统储存全部研究过程的数据信息，每一处创新都有记录，都可以被公开查询。

　　五、结 语

　　技术与道德都在向前发展，技术可以成为促进道德建设的重要工具。区块链技术的快速发展及其在诸多领域的广泛应用必将对个人与社会产生重要影响。如何利用区块链技术来实现理想中的科研诚信? 区块链技术的引入为这一问题的解决提供了全新的思维，这也成为技术促进道德建设的一种尝试。当然，科研诚信建设是一个复杂的系统工程，受技术、制度及观念等多种因素的制约。区块链技术应用于科研诚信也存在建设成本高、相关主体博弈激烈等问题，尽管如此，不可放弃将区块链技术促进科研诚信的重要尝试。我们应当大胆探索区块链技术在科研诚信建设中的具体应用，同时加强促进科研诚信的制度建设及相关主体的观念建设，假以时日，科学研究的创新必将迈上新的台阶。